摘要：文章介绍了扫描电子显微镜的发展历程，镜筒构造以及成像原理，阐述了扫描电镜在显示器件失效模式分析中对于亮暗点、腐蚀等的真实原因的观察应用。
　　关键词：扫描电镜；镜筒；显示器件；失效模式；像素驱动；
　　一、引言
　　随着科学技术的发展，扫描电子显微镜的应用越来越广泛，对新材料的研发尤其是纳米材料的发展起到了巨大的推动作用[1].从1926年电子波动性的发现给提供人们灵感，可以利用电子束代替可见光来照明试样制作电子显微镜，到1966年JEOL公司研制出第一台商用扫描电镜JSM-1，再到2013年FEI推出热场扫描电镜Verios XHR SEM，其中30kV时 STEM 分辨率≤0.6nm[2]， 微观分析工具的日益更新，扫描电镜的迅速发展，促使显示面板失效分析更加的精细化。
　　二、扫描电镜成像原理
　　2.1、镜筒：
　　镜筒包括电子枪、聚光镜、物镜及扫描系统，其作用是产生很细的电子束（直径约几纳米），并且使该电子束在样品表面进行扫描[3]，同时激发出各种信号（如图1）。
　　2.2、成像原理：
　　电子束从顶部的电子枪阴极发射出来，在加速电位的作用下，电子束斑经三个电磁透镜聚焦后汇聚成-束很细的电子探针到达试样表面。入射电子束在上方扫描线圈的驱动下，能在试样表面作有序的光栅扫描。由于高能电子束入射到试样后在试样表面会激发出二次电子、背散射电子，X射线等多种信息，这些信息由相应的探测器检测，经放大后传送到显示屏上来调制显示屏的亮度。扫描电镜就是采用这种逐行扫描、逐点成像的方法把试样表面的不同信息特征按顺序依次成比例地转换成视频信号，从而使观察者能在显示屏上观察到与样品表面相对应的经过放大后的微观形貌图像[2]。
　　三、扫描电镜在显示器件中的应用
　　显示器件在出品前会进行通电测试检测，造成失效的常见原因主要有亮暗点、亮暗线及腐蚀等。通过对显示器件拆解分析，在光学显微镜下观察失效的位置，制成小样品后在扫描电镜中观察，可以找出失效模式的真实原因，在生产过程中进行规避。
　　3.1 亮暗点：
　　显示器件中的数据信号经过驱动传输到像素电极层，通过电极层对液晶进行电压驱动，改变光轴方向，形成不同亮度显示。
　　通过对亮点显示屏拆解分析，可以清楚观察到via hole 位置颜色发绿，在扫描电镜下对微观结构进行分析，金属层发生空洞。由于数据信号和像素电极层通过via hole导通，via hole功能失效，导致像素电极层无信号输入，形成亮暗点。
　　3.2 腐蚀：
　　显示器件在特定生产工序完成后会进行性能检测，电学信号通过非显示单元的大型区块输入到面板内部，点亮显示器件，判断是否存在缺陷。
　　通过对大型区块腐蚀位置分析，可以清楚看到区块位置有腐蚀线条，扫描电镜下观察微观结构，发现ITO导电膜层发生破损，导致电学信号不能进入面板内部，显示器件无法点亮。
　　参考文献：
　　[1] 徐柏森，杨静. 实用电镜技术[M]. 南京： 东南大学.出版社， 2008： 2-13.
　　[2] 施明哲. 扫描电镜和能谱仪的原理与使用分析技术[M]. 北京： 电子工业出版社， 2015： 13-17.
　　[3] 張新言，李荣玉.扫描电镜的原理及TFT-LCD 生产中的应用[J].现代显示，2010（3）：11-14.
　　（作者单位：南京中电熊猫液晶显示科技有限公司制程技术）